Què intenta complir una xarxa sensible al temps?

Les xarxes actuals són complexes i no són fàcilment interoperables. Celebrat cada any a Las Vegas, el Consumer Electronics Show (CES) és sovint un aparador de tecnologies noves i properes. El disc compacte original, el televisor HD i la primera consola de jocs Xbox es van presentar en diferents versions d'aquest esdeveniment. En anys més recents, el CES ha estat dominat per productes i conceptes associats a la tecnologia portàtil, els cotxes connectats i, especialment, l'emergent Internet de les coses (IoT). Tot i que l'IoT es veu àmpliament com un fenomen de consum —que inclou una connectivitat sense fils omnipresent i electrodomèstics amb IP, entre altres coses—, gran part del seu desenvolupament es basa en l'evolució dels requisits de la indústria. Sectors com la fabricació, l'àudio professional, el vídeo i el transport/automoció encara estan pressionant per estàndards que ajudin a desbloquejar el potencial d'una Internet de les coses industrial, que té la promesa d'apropar els dispositius de camp, les aplicacions informàtiques empresarials i les infraestructures del núvol. . Els esforços concertats d'aquestes indústries ja han produït solucions i especificacions com ara xarxes de malla Bluetooth®, Wi-Fi IEEE 802.11ah HaLow i pont d'àudio i vídeo 802.1. És més probable que els dos primers trobin el seu camí en els molts dispositius orientats al consumidor que es mostren al CES, però el tercer, que ara està succeït per les xarxes sensibles al temps (TSN) mitjançant diverses actualitzacions a 802.1 i 802.3, podria tenir un impacte encara més gran. pel seu paper en sistemes d'automatització i control. Què substituirien les xarxes sensibles al temps a l'Internet industrial de les coses? Un aspecte de TSN que mereix una mica més d'atenció és el que exactament, pel que fa a dissenys de xarxa, protocols, models, etc., està dissenyat per substituir.       <img src='https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/what-time-sensitive-networking-is-trying-to-accomplish/figure1. png?w=435 ' alt='Figura 1'> Figura 1. TSN admetrà l'amplada de banda generosa, les disposicions de seguretat informàtica i els requisits de baixa latència de les aplicacions IIoT. Sobretot, assegurarà el rendiment del trànsit en temps real, fins i tot en xarxes Ethernet que gestionin molts tipus de dades diferents. Múltiples capes i l'arquitectura de referència empresarial de Purdue Un informe de principis de 2016 de National Instruments, destacat recentment per engineering.com, va revelar l'statu quo de l'IIoT que els defensors de TSN estan intentant canviar.1 Més específicament, les arquitectures de xarxes industrials actuals inclouen múltiples capes, cadascuna que està optimitzat per a un conjunt específic de tasques i lligat als seus propis nivells particulars de latència, amplada de banda i qualitat de servei. Aquesta configuració garanteix que el trànsit mixt a la xarxa es gestioni correctament, però no és ideal per a la interoperabilitat entre sistemes, un requisit clau IIoT. Les xarxes industrials actuals estan plenes de complexitat i no interoperabilitat. Todd Walter de National Instruments, que també és el president del segment industrial de l'AVnu Alliance, va explicar a més que moltes plantes continuen seguint l'arquitectura de referència empresarial de Purdue, un model de la dècada de 1990 per a xarxes multicapa.2 PERA està dissenyat per cobrir tot l'empresa. banner de control, des de processos físics fins a sistemes logístics. Un exemple de llibre de text seria una arquitectura en què el nivell 0 fos E/S de sensors, amb sistemes instrumentats de seguretat al nivell 1 i comunicacions IP PLC/RTU al nivell 1.5.3. Més amunt estarien la planificació de recursos empresarials (nivell 4) i els servidors de fitxers. (Nivell 5). Al món real, les arquitectures orientades a PERA es basen en diversos protocols de col·leccions, inclosos els busos de camp heretats, juntament amb solucions Ethernet per abordar aquestes capes individuals. Bus de camp i Ethernet a PERA Per exemple, les aplicacions de control de moviment complexes i molt exigents sovint encara es divideixen en illes d'automatització, és a dir, múltiples xarxes incloses solucions de bus de camp i Ethernet. Els conjunts de màquines que admetin aquestes aplicacions hauran de tenir una precisió d'aturada, retenció de posició i la capacitat de suportar entorns durs, tot i que podrien utilitzar una sèrie de tecnologies per complir aquests requisits. Es poden utilitzar xarxes pròpies per distribuir el moviment, treballant juntament amb PROFIBUS® i ControlNet® per comunicar-se amb variadors de freqüència i Ethernet per oferir informació als usuaris. Aquesta configuració significa que hi ha moltes eines de suport i procediments de formació diferents en joc en qualsevol moment. Tornant al punt de Walter sobre PERA, aquesta combinació de tecnologies, és a dir, bus de camp, Ethernet i els respectius ecosistemes de maquinari i programari que les donen suport, és factible, però no s'ajusta a la interoperabilitat i l'economia que esperen les empreses. l'IIoT. Aprofitar l'oportunitat d'IIoT pot requerir, com a mínim, infraestructures de xarxa estàndard, ample de banda addicional i la capacitat d'accedir de manera remota i segura als dispositius de punta. TSN està ben posicionat per oferir totes aquestes funcions. "AVB es va dissenyar originalment per sincronitzar fluxos AV crítics pro". És una expansió d'AVB, que es va dissenyar originalment per sincronitzar fluxos AV professionals crítics. Quan la indústria de l'automòbil va decidir introduir AVB en alguns cotxes, l'abast del projecte es va ampliar, i amb el mateix AVB quedant-se endarrerit amb el competidor propietari Dante, TSN es va convertir en una evolució sensata per als esforços generalitzats per crear xarxes deterministes interoperables. Característiques com ara la QoS convergent, la reserva d'amplada de banda i l'ús del protocol de temps de precisió IEEE 1588 són els aspectes més destacats de TSN, però també hi ha la seva atractiva compatibilitat amb la infraestructura Ethernet estàndard. "Mitjançant l'ús de components Ethernet estàndard, TSN es pot integrar perfectament amb les aplicacions existents i el trànsit de TI estàndard per millorar la facilitat d'ús", va explicar Walter en un article per a Design World.2 "A més, TSN hereta moltes característiques d'Ethernet existent, com ara Interfícies HTTP i serveis web, que permeten les funcions de diagnòstic, visualització i reparació remots habituals als sistemes IoT". Avançar les xarxes sensibles al temps Tal com demostra el nivell d'activitat de la indústria en esdeveniments com el CES i Integrated Systems Europe 2016 (en què AVnu Alliance es va presentar), l'IoT i l'IIoT s'estan convertint en preocupacions centrals per a les organitzacions de tot el món.4 Mentre es treballa en l'AVB original. va començar fa més d'una dècada, el seu darrer salt endavant, ja que TSN arriba en un moment oportú en què l'IIoT s'està centrant realment. TSN admetrà l'amplada de banda generosa, les disposicions de seguretat informàtica i els requisits de baixa latència de les aplicacions IIoT. Sobretot, ajudarà a garantir el rendiment del trànsit en temps real fins i tot a xarxes Ethernet que gestionen molts tipus diferents de dades. Podrà trobar una llar en una varietat d'entorns industrials difícils, com ara cotxes autònoms, xarxes de control de trànsit, parcs eòlics, centrals elèctriques i sistemes de control. Tanmateix, tot just comença i s’enfrontarà a obstacles importants per substituir les arquitectures de xarxa actuals que hi ha hagut durant anys o fins i tot dècades. Les primeres parts de l'estàndard TSN finalitzat, juntament amb les referències dels venedors, van començar el 2016. A partir d'aquí, els productes i serveis certificats per TSN haurien de començar a arribar als sistemes d'automatització per refer arquitectures de xarxa per a l'IIoT. Referències 1 Shawn Wasserman. "Les 3 principals tendències d'Internet de les coses darrere de les escenes del CES". Enginyeria. com, gener de 2016. 2 Todd Walter. "Ja era hora: l'estàndard de xarxa en evolució sensible al temps per a la IoT industrial". Design World, gener de 2016. 3 Erno Pentzin. "Exemple: model d'arquitectura de referència empresarial de Purdue". TeXample, febrer de 2013. 4 Rob Scott.

Deixa un missatge 

Llista de missatges